大多數(shù)涂層的加速老化試驗使用連續(xù)的濕試驗(例如鹽霧試驗)或循環(huán)的濕/干環(huán)境。長期以來,人們一直認(rèn)為周期性曝曬能提供更真實的結(jié)果,因為它們更接近于模擬戶外的老化條件,而且它們產(chǎn)生的故障模式與戶外觀察到的類似。然而,最近發(fā)表的一篇文章認(rèn)為,對于含有羥基磷酸鋅和氧化鐵顏料的中油醇酸底漆來說,連續(xù)濕浸比循環(huán)濕/干浸更嚴(yán)重,而且這兩種曝曬的失效機(jī)制都很好。這兩種曝曬的失效機(jī)制似乎是相同的。
然而,在目前的工作中,實驗室測試使用了對涂層降解很重要的因素,如鹽霧的濕/干循環(huán),紫外線(UV)-光輻射/冷凝循環(huán)。輻射/凝結(jié)循環(huán),以及連續(xù)的紫外線/凝結(jié)。本研究中使用的濕/干鹽霧試驗是在其他地方描述的基礎(chǔ)上的一個變化。
本試驗使用了更高濃度的氯化鈉加硫酸鹽。這個測試周期代表了一個非常惡劣的服務(wù)環(huán)境,類似于科威特阿拉伯灣海邊的工業(yè)結(jié)構(gòu)所承受的環(huán)境。
本研究使用的測試板(150 x IDD x 1.6 mm)是由熱軋?zhí)间撝苽涞摹C繅K板的表面都按照瑞典標(biāo)準(zhǔn)SAE 21/2進(jìn)行噴砂處理,用蒸餾水和乙醇清洗,并允許在 23℃和45%的相對濕度下干燥。噴涂組成不同涂層系統(tǒng)(表1)的各種油漆(底漆、底漆和面漆)。并在固化兩天后測量涂層厚度。在面漆固化后,在測量底漆和底漆厚度的相同位置測量涂覆板的厚度。
鹽霧/紫外光輻射/冷凝循環(huán)(濕/干循環(huán))
在濕/干循環(huán)測試中,涂層板在一個標(biāo)準(zhǔn)的測試室中暴露,以與垂直方向成三維角的方式支撐。
用基于溶解在含有3,000 ppm硫酸鹽的可飲用水中的5wt%氯化鈉的霧化鹽霧間接噴涂面板。據(jù)報道,僅基于氯化鈉噴霧的鹽霧測試在工業(yè)環(huán)境中的腐蝕是不可靠的。觀察到的不可靠被歸因于沒有銨和硫酸鹽物種,以及濕/干的影響。與其他工人一樣,紫外線輻射和冷凝循環(huán)被納入濕/干鹽霧循環(huán)腐蝕試驗。
鹽霧的噴射速率為5.4毫升/小時,當(dāng)位于腔體周圍時,所有的涂層面板都得到了類似數(shù)量的電解液。濕/干循環(huán)(在35±2°C的條件下噴鹽100小時,然后在環(huán)境條件下干燥16小時)之后,在按照ASTM G 53-84規(guī)范操作的測試設(shè)備中,將涂覆的板暴露于紫外光輻射/冷凝循環(huán)。使用的條件是:在60℃輻射12小時,然后在40℃冷凝12小時(使用去離子水)
將涂覆的板暴露于濕/干循環(huán)腐蝕測試200小時,然后在旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上循環(huán)通過UV /冷凝測試室200小時,總共3000小時。每個重復(fù)測試板中的一個被劃線。
每隔200小時,進(jìn)行視覺和顯微鏡檢查測試板是否有涂層破裂的跡象。還測量了光澤度值和重量變化。
紫外光輻射/冷凝循環(huán)
連續(xù)濕潤測試包括將涂布的板暴露于根據(jù)ASTM G 53-84規(guī)范操作的QUV老化試驗箱中的連續(xù)紫外光輻射/冷凝中 。根據(jù)ASTM D 336"1-81標(biāo)準(zhǔn),將涂覆的面板在60℃的紫外光下暴露12小時,然后在40℃下冷凝12小時(使用去離子水),進(jìn)行180個循環(huán)。該試驗程序旨在模擬由露水和自然紫外線輻射的影響因素引起的劣化 fest面板為inspected,其性能如前所述。如前所述,對測試板的性能進(jìn)行了檢查和評級。
表2和表3總結(jié)了暴露在加速試驗條件下的各種涂層系統(tǒng)的性能。這些表格顯示,各種涂層的降解模式和產(chǎn)生的缺陷類型取決于涂層經(jīng)受的測試條件。
醇酸樹脂(搪瓷和光澤)和 氯化橡膠涂層系統(tǒng)在暴露3000小時后,無論測試周期如何,光澤度和保護(hù)性能都出現(xiàn)了明顯的退化。這些涂層在兩種加速測試條件下的性能差異似乎是非常小的。
然而,在濕/干循環(huán)測試中,醇酸樹脂系統(tǒng)(搪瓷和光澤)的降解以劃線為中心,并從劃線中發(fā)出,以腐蝕蠕變、銹蝕不足和銹蝕蠕變?yōu)樘卣?。在?干循環(huán)試驗中,對中油醇酸樹脂也有類似的結(jié)果記錄。連續(xù)的紫外線輻射/冷凝循環(huán)使表層退化,留下開裂的痕跡。一個明顯的結(jié)果(表2)是油漆的光澤度降低和變黃。涂層表面狀況的這種變化會導(dǎo)致隨后與它所暴露的環(huán)境發(fā)生相互作用。這可能會使油漆保持更長時間的水分,并導(dǎo)致基底生銹。
聚氨酯似乎處于良好狀態(tài),沒有水泡,表面很少或沒有看到生銹。然而。醇酸樹脂(搪瓷和光澤)的光澤度下降較快;觀察到粉化和黃化,以及水泡和生銹的證據(jù)。這些發(fā)現(xiàn)表明,這種涂層系統(tǒng)的阻隔性在500小時的暴露后變得無效了。
相反,在紫外線/冷凝試驗中增加鹽霧暴露(表3)從根本上改變了腐蝕/降解過程的性質(zhì)。由三因素組合產(chǎn)生的結(jié)果似乎并不能很好地代表醇酸樹脂和氯化橡膠所觀察到的降解(就光澤保持率和銹斑等級和頻率而言) 在試驗地點(diǎn)A、B、D和E的自然大氣服務(wù)環(huán)境中的油漆系統(tǒng)(圖1至4)。觀察到醇酸樹脂的光澤保持率 (瓷漆和光澤)和氯化橡膠在加速試驗中暴露3,000小時后的情況與油漆觀察到的情況非常相似 在站點(diǎn)C暴露的系統(tǒng)(圖5)。試驗場C位于煉油廠附近。對于聚氨酯、環(huán)氧云鐵氧化物和丙烯酸水基系統(tǒng),濕/干循環(huán)暴露試驗給出了更真實的劣化效果,刻劃線中有一些生銹,以及失去光澤。
與報告的暴露在濕/干鹽霧/紫外線輻射/冷凝環(huán)境中的涂層觀察結(jié)果一致,該試驗與連續(xù)紫外線輻射/冷凝環(huán)境中的測試結(jié)果相比,其結(jié)果似乎更接近自然暴露降解過程。
通過暴露于鹽霧紫外線輻射冷凝測試環(huán)境,可以在實驗室中大量復(fù)制涂層在科威特工業(yè)區(qū)普遍條件下保護(hù)鋼基材的預(yù)計能力。